高轉柴油發動機_能設計出來但沒有意義柴油發動機有大扭矩優勢，加上高轉速則可實現高功率，但為什麼柴油機都是高扭低轉機型呢？原因在於均衡使用壽命。

知識點1：柴油發動機為什麼能實現大扭矩？第一因素是其特殊的點火方式與點火提前角。柴油機以極高的壓縮比實現可以直接引燃柴油的高溫，四衝程發動機的執行步驟包括“進壓爆排”四步驟；其中的壓縮衝程是透過壓縮空氣使其分子運動摩擦產生高溫，溫度達到一定程度即可蒸發汽油或者引燃柴油。

「壓燃式點火」是將活塞行程設計的很大，也就是從氣缸下止點到上止點的距離很長，同時也等於把空氣壓縮到更小（壓縮程度更大）。那麼空氣運動強度高則摩擦產生的溫度也會很高，於是柴油在活塞將將壓縮到上止點的瞬間開始燃燒做功了。在這一瞬間活塞隨即得到下行推動力，曲軸在活塞推動的作用下即可輸出很大的轉矩。

（汽油機是在低壓縮比狀態下蒸發汽油，在活塞達到上止點後點火引燃汽油，並在活塞開始下行後推動其運轉，所以汽油機的扭矩就會小一些。下圖1為壓縮比概念，圖2為汽柴油機做功柴油的概念）。

燃料燃燒溫度越高，等於轉化出的內能越大，說白了就等於推動力越強。所以目前最優秀的2.0T柴油機（中國製造）已經有高達480N·m的峰值扭矩，但是最牛的汽油2.0T發動機也不過420N·m，推動活塞發力的節點以及燃油自身的“能量儲備差異”，決定了技術水平相當的柴油機一定會有更大扭矩。

重點：更大的內能與更早的爆發推動活塞為柴油機實現了高油耗，但同時也必然造成強度更大的振動，這點是第一節的圖片中也可以印證。活塞與發動機的氣缸並不是透過軌道或者其他方式剛性連線，活塞就是捅在圓形的缸筒裡，而且與缸壁是存在間隙的；那麼在執行過程中振動強度大則會造成活塞與缸壁的“碰撞·磨損”程度加大，反之低強度振動的汽油機就會小一些，所以柴油機不能設計成高轉速機，否則磨損會非常嚴重。

汽車的油門控制的是「節氣門」，油門越大節氣門開度越大， 那麼進入發動機內部的空氣也就會越多。發動機的噴油量噴油量按照“空氣燃料比”（14.7:1）計算，進氣量越大則噴油量越大——重點：進氣量與噴油量的同步增加則等於燃燒更多燃料，產生的內能自然也會越大，推動活塞連桿曲軸運轉力量大則曲軸運轉速度就會變快，曲軸的轉速是發動機的轉速概念。

綜上所述，提升柴油發動機的功率其實很簡單，只要控制程式不限制柴油機的轉速即可。但是轉速越高燃燒產生的內能越大，引起的活塞振動也會越強；簡而言之為轉速高等於振動強，也等於活塞的超級嚴重磨損。在這種工況下柴油機怕是連汽油機三分之一的使用壽命都沒有，這就是柴油發動機扭矩很大但是功率無法很高的原因，因為：扭矩×轉速÷9549＝功率，而功率低則高速加速能力差，懂了吧——讀者們可以想一想，願不願意接受高效能低油耗，但是幾萬公里就要換總成的發動機嘛。

會失火

因為，柴油機壓燃的，吸入的是純空氣，壓縮純空氣，到接近極限時噴油。噴油多寡來控制油門。

空燃比可變。壓縮純空氣會很燙，噴射柴油混合的同時自燃發火。

所以，高轉時留給噴射混合的時間越來越少 來不及點火了

汽油機早年是透過化油器吸入混合氣，後來是電噴 仍然是混合好了的油氣，直噴機雖然是吸入空氣，但還是吸氣的同時噴射混合 提前把油氣混合好了

壓縮的是油氣混合物。

空燃比基本固定在14.7上下，壓縮完了用火花塞點火。油門實際上是風門，所以到兩萬轉都可以來得及點火。

本質上一個是質調節 一個量調節。 質調節工作原理決定了沒辦法萬轉。

為什麼很難設計出高轉速柴油發動機？看了下面的幾個答案，感覺有一個很重要的問題大家都沒回答，那就是柴油在發動機中的燃燒過程。不說明這個問題，很難回答柴油機的轉速為什麼不能設計得很高。

大家看柴油車的儀表盤，感覺與汽油車有很大的差異，最大的區別就在於轉速錶：汽油車的轉速錶最大示數可以高達7000~8000轉，個別車型可以高達10000轉以上，單缸摩托車的最大轉速更是高達15000轉以上；但是柴油車的轉速錶，最大轉速一般就是4000轉左右，卡車的轉速錶最大轉速更是隻有2800轉，並且最經濟的轉速區間一般在1500轉左右，高轉速區間不建議使用。很多人就感到奇怪了：為什麼汽油機的轉速可以這麼高，但是柴油機的轉速卻那麼低？如果把柴油機的轉速也設計得很高會怎樣？下面我們就來分析這個有趣的話題。

首先我們來看一下柴油機的特點。所謂的柴油機，是指以柴油為動力源的發動機，是一個把柴油中的熱能釋放出來並轉化成機械能的 一種機器。柴油機的特點是低速扭矩大、省油、熱效率高（平均比汽油機高5%左右），缺點是工作粗暴、噪音大。柴油作為柴油機的燃料，它的自燃點較低，只有220℃，可以在壓縮終點時被壓燃；同時由於柴油在煉製過程中餾程較高，一般在180～370℃之間，所以柴油很難霧化、蒸發，也很難與空氣組成均勻的可燃混合氣；此外，柴油粘度高，熱值高，但是燃燒速度較慢。

那麼柴油在柴油機中的燃燒過程是怎樣的呢？

在活塞運動到壓縮上止點之前的某一個角度（噴油提前角），噴油器開始向氣缸中高壓、高速的噴射柴油，進入燃燒室中的柴油，在噴射過程中會被蒸發、霧化一部分，與氣缸在被壓縮的高溫高壓空氣混合成可燃混合氣。由於柴油的自燃點比較低，在溫度較高、柴油較多的區域，柴油就會自行發火燃燒，在氣缸中同時形成了多個火焰中心，開始推動活塞向下運動做功。在隨後的做功過程中，柴油會持續噴射，一直不停的與空氣混合、燃燒，形成一種“邊噴射、邊混合、邊燃燒”的奇特過程。整個過程基本可以分為預燃期、速燃期、緩燃期和後燃期四個階段，柴油是在一種類似於等壓加熱過程中進行燃燒的。由於在整個做功過程中都有動力輸出，所以柴油機的扭矩更加充足。

可以看出，柴油機的燃燒過程與汽油機是截然不同的。汽油機的可燃混合氣是預先混合好的，在做功過程中不再有汽油噴射；在壓縮上止點時由火花塞點火，點燃可燃混合氣，可燃混合氣在瞬間燃燒，幾乎可以在活塞還沒有下行的瞬間，汽油就已經燃燒殆盡，是在一種類似於等容加熱的過程中進行的。然後燃燒產生的高溫高壓氣體推動活塞向下運動，推動曲軸旋轉對外輸出動力。在活塞下行過程中推力是逐漸減小的，所以汽油機的扭矩相對較小。

從柴油的燃燒過程中可以看出，柴油與空氣的混合是不均勻的，由於柴油粘度大，蒸發、霧化較慢，在噴射的瞬間很難與空氣完全混合，事實上形成的是柴油液滴在空氣中懸浮的氣溶膠。並且柴油的燃燒過程也很複雜，燃燒速度較慢，需要較長的時間才能完全燃燒。所以，柴油機的轉速一般都不高，基本不超過4000轉/分鐘，普遍在3000轉/分鐘以下，經濟轉速一般在1500轉/分鐘左右。它的結構一般都是活塞行程大於氣缸直徑的低轉速設計。

如果把柴油機轉速設計得非常高會怎樣？想要提高轉速其實是比較簡單的，由於柴油機的控制屬於“質”的控制，沒有節氣門，進入發動機中的空氣量基本是固定的，只要多噴油，就可以提高發動機轉速。但是如果轉速過高的話，柴油在氣缸中沒有沒有時間與空氣充分霧化、混合，會形成極不均勻的可燃混合氣，這樣會導致可燃混合氣在燃燒時形成的火焰中心分佈不均勻，柴油機工作粗暴；此外，由於柴油燃燒速度較慢，過高的轉速會使大量柴油沒有燃燒完全就排出氣缸，汽車會冒黑煙，從而極大的降低柴油機的經濟性和尾氣排放。

此外，早期的柴油機使用的是機械泵供油，機械式調速器控制發動機轉速。如果發動機轉速過高，會導致調速器卡死而形成一種“飛車”的故障。此時的發動機轉速極高，不受油門的控制，發動機活塞連桿在高速運轉的情況下，很容易由於潤滑不足而導致拉缸、化瓦等故障，嚴重時甚至會導致拉缸折斷，打碎髮動機缸體。現在的柴油機大多采用電控高壓共軌系統，取消了調速器，柴油的噴射直接用電磁閥控制，如果曲軸轉速感測器發現發動機轉速過高，會直接切斷供油，防止發動機轉速過高。

綜上所述，由於柴油燃燒速度慢，柴油與空氣混合不均勻，柴油燃燒過程複雜，所以柴油機的轉速一般都不是很高。如果強行設計高轉速的柴油機，反而會失去了柴油機自身的優勢。不過雖然柴油機的轉速低，但是扭矩充足，所以可以配置大速比的變速箱，透過變速箱來提高最終的輸出轉速，所以，柴油機雖然轉速低，但是柴油車的速度並不低。

總的來說柴油機轉速普遍低於汽油機，極端點的比如一些重型柴油機每分鐘可能只有幾十轉，還有很多重卡轉速也就兩三千。而汽油機轉速輕鬆好幾千轉甚至上萬。

比如重卡的柴油機轉速就很低，2000轉就到紅線轉速了。

還有輕型柴油乘用車，其轉速比重卡高多了，比如上圖，大眾途歡的2.0渦輪增壓柴油機，5000轉到紅線轉速，最高轉速有6000轉。但是和主流汽油機相比還是差得遠。

這幾年家用車的汽油機基本上都是6000轉才到紅線轉速，轉速錶表底都是8000起步。有些效能車更是能達到上萬轉。為什麼柴油機轉速和汽油機差這麼多呢？這主要是燃燒方式決定的。

因為發動機想要正常執行的基本條件就是做功衝程有足夠的時間讓混合氣燃燒產生動力。比如發動機轉速為8000轉時單個氣缸做功衝程所佔的時間僅有0.225秒，這點時間對汽油機來說足夠了，但是柴油機就有點力不從心了。

因為汽油很容易引燃，汽油機工作時在進氣衝程就開始把汽油和空氣混合，再經過壓縮衝程繼續混合，到火花塞點火時氣缸裡已經充滿了混合均勻的混合氣，只需要火花塞一個電弧就可以瞬間讓混合氣快速燃燒。

而柴油機就不一樣了，它在進氣衝程只吸氣，壓縮衝程只壓縮空氣，待到做功衝程時才開始噴油，而且柴油粘度大，不易蒸發，所以噴入氣缸的柴油都是最外側的先燃燒，燃燒的高溫讓後面的柴油一邊蒸發混合一邊燃燒，這速度想快都快不起來。

柴油車油門踩重了很容易冒黑煙，主要是因為踩油門時噴油量增加，油多了來不及燃燒就產生黑煙。所以說限制柴油機最高轉速的就是其燃燒方式。

綜合以上內容我們可以得到這樣的結論：柴油機轉速之所以不能太高主要是其燃燒方式決定的。

柴油機由於沒有火花塞，需要壓縮空氣溫度超過柴油的燃點然後直接噴油燃燒做功。所以，設計發動機的時候壓縮比要很大，一般在18比1左右。所以活塞行程就很長。

我們都知道，壓縮比越大，燃燒效率就越高。所以柴油車普遍省油，熱效率都能達到45%以上。

而由於柴油燃燒速度慢，所以，整個做功行程動力都是持續的。加上高壓縮比，就可以讓扭矩可以做大，這也是為何柴油車普遍扭矩高的原因。

回到問題，壓縮比大，燃燒速度慢，所以，柴油車的最佳轉速就普遍比汽油車低。

如果轉速過快，那麼長的行程轉起來有多費勁，柴油也有可能沒有燃燒完就排出去了。

加上現在都在用的渦輪增壓，柴油車的最大扭矩轉速起步基本都在1000轉以下。

柴油車低速扭矩發揮是強項，汽油車高速扭矩發揮是強項，吃的糧食不一樣，也導致了幹活的能力不一樣。原因很簡單，柴油機轉速再高也沒有驚人的爆發力。由於柴油機正好在壓縮上止點之前噴射燃料，因此即使噴射與理論空燃比相當的燃料，柴油也不會與空氣完全混合，並且會產生未燃殘留物，併產生黑煙。

因此，即使在滿負荷的情況下，油量噴射過多會影響柴油的密度，所以只能選擇稀薄燃燒並且不會產生扭矩。這就是為什麼在具有相同排氣量的非增壓發動機之間進行比較時，柴油僅產生汽油發動機扭矩的60％至70％。

柴油發動機離不開增壓器的原因：眾所周知，即使使用相同的型號，柴油發動機的排氣量也比汽油發動機大30％至40％。由於柴油發動機具有長衝程和沉重的活塞，因此它不能高速旋轉。別無選擇，只能依靠增壓器。增壓器引入大量的空氣，氧氣濃度將增加，黑煙減少，更多的燃料將燃燒，併產生扭矩。隨著吸入氣體量的增加，被其吸收的熱量也增加，燃燒溫度降低，NOx也降低。柴油發動機的渦輪增壓器不僅是輸出，而且還是防止廢氣排放的必不可少的措施。

柴油發動機壓縮點火速度要慢，而且前提是必須保證燃油噴射的濃度。汽油機則使用了火花塞點燃汽油，燃燒室即使進入再多的汽油，火花塞產生的電弧都可以點燃，則汽油可以完全燃燒，所以汽油發動機具備高速執行的基礎，而柴油發動機則無法做到。

排量越大轉速越低，排量越小轉速越高。細數我開過的柴油車排量最小賓士2.1 和福特2.4T最大沃爾沃12.8和依維柯12.88升。以福特全順的2.4TDCI為例，轉速可以踩到4000轉左轉，2200轉之後至3000轉最有衝勁。再以玉柴6.5升的YC6J為例，轉速可以踩到2600轉左右，1600轉之後至2300轉最有衝勁，最後以9.726升的濰柴WP10為例，轉速可達踩到2200轉左右，1200轉之後至1900轉最有衝勁。這三個柴油機是我目前在開的車中最有典型代表性的輕中重型客車柴油機。

核心要了解轉速與活塞行程跟活塞運動速度的關係！！！ 柴油活塞行程長，汽油短，汽油轉速高，柴油轉速低，實際活塞運動速度差不多。機油油膜保護活塞和缸壁，機油油膜有極限，活塞速度快到突破極限就拉缸了。

柴油機壓燃 活塞行程相對汽油機要長一些 往復運動時間就長 所以轉速就低 但是因為行程長 曲軸半徑會大一些 所以柴油機的扭矩會大一些 不知道這麼解釋你能明白不

手護拖拉機柴油發動機的功率是12馬力，轉速是2000，比起村裡加工廠（只是碾米磨粉）的12馬力柴油發機的轉速高的多了。